電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

 

  摘要：由于我國(guó)的科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，生活中電器使用的數(shù)量與日俱增，電能也成為了人類(lèi)社會(huì)的主要的能源之一，為人們的日常生活帶來(lái)了便利。但由于電器使用的增多，致使用電量也不斷的增加，一些隱患也隨之而來(lái)：比如某些年代久遠(yuǎn)的場(chǎng)所電纜線路的老化、原有設(shè)計(jì)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前用電的要 求、電路施工過(guò)程存在違規(guī)現(xiàn)象，以及某些電器元件產(chǎn)品質(zhì)量 不合格等等。這些隱患都能電氣火災(zāi)發(fā)生的概率，因而電氣火災(zāi)這一問(wèn)題也突顯出來(lái)。為了盡量避免電氣火災(zāi)的發(fā)生，保障生命和財(cái)產(chǎn)，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。

  關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

1引言

根據(jù)所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)看，電氣火災(zāi)在各類(lèi)火災(zāi)中已經(jīng)占據(jù)了主要的地位。從2011年到2016年為止，我們的電氣火災(zāi)數(shù)量約為52.4萬(wàn)起，2017年電氣引發(fā)的火災(zāi)也有7.4萬(wàn)起。我們可以看到，電氣火災(zāi)的數(shù)量驚人，而電氣火災(zāi)造成的損失更是不可估量?；馂?zāi)人員的傷亡有數(shù)千人，而經(jīng)濟(jì)損失更是高達(dá)100多億元。

面對(duì)如此殘酷的數(shù)據(jù)，人們給予高度的重視。因此，如何減少電氣引發(fā)的火災(zāi)成為了人們關(guān)注的。我們需要找到合理的方法，不僅在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候能及時(shí)采取措施、迅速將火撲滅，更重要的是能在火災(zāi)發(fā)生前就及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，這樣才能從根本上解決電氣火災(zāi)，上的減少損失，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)。

2電氣火災(zāi)起因及措施

2.1電氣火災(zāi)的起因

電氣起火的原因有很多，例如：線路或設(shè)備的短路、電流負(fù)載過(guò)大、電路中有漏電現(xiàn)象等等。根據(jù)它們的主要表現(xiàn)型式可以歸納為兩種：一種稱(chēng)為突發(fā)性故障，另一種稱(chēng)為漸變型故障。突變性故障包括短路和雷擊這兩種情況，其中短路又分為相間短路和金屬接地型短路，這兩者分別占據(jù)一半的比例；漸變型故障包括了溫度過(guò)高、超負(fù)荷、漏電等情況。如果這些情況不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并解決，就會(huì)由“漸變型"發(fā)展成“突變型"，并且不可逆轉(zhuǎn)。在漸變型故障發(fā)展的過(guò)程中，電能的釋放出現(xiàn)異常，剩余電流（也稱(chēng)為泄漏電流）增加，相應(yīng)的會(huì)導(dǎo)致溫度增加或者有電弧產(chǎn)生。即使漏電電弧只有幾百毫安，但是其產(chǎn)生的溫度能達(dá)到幾千攝氏度以上，會(huì)輕易的將其周?chē)奈矬w引燃，從而引發(fā)火災(zāi)。

 

2.2電氣火災(zāi)的應(yīng)對(duì)措施

對(duì)于電氣火災(zāi)，目前主要有兩種應(yīng)對(duì)措施。一種是采用火災(zāi)自動(dòng)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)針對(duì)的情況是火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生，通過(guò)，讓人們能及早的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并采取相應(yīng)的手段，將火災(zāi)及時(shí)的控制并終撲滅，屬于一種應(yīng)急措施，但是火災(zāi)系統(tǒng)無(wú)法從根本上阻止電氣火災(zāi)的發(fā)生，只能盡可能的減小火災(zāi)發(fā)生所造成的損失。種則是采用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，這種系統(tǒng)屬于一種預(yù)防措施，通過(guò)監(jiān)控和判斷，當(dāng)存在隱患時(shí)能夠及時(shí)的提醒人們發(fā)現(xiàn)，從源頭避免電氣火災(zāi)的發(fā)生及造成相應(yīng)的損失。這兩種系統(tǒng)對(duì)于電氣火災(zāi)都有重要的作用，不可取代。

3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

3.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的原理

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過(guò)對(duì)檢測(cè)對(duì)象的剩余電流以及溫度等數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，從而能夠預(yù)判是否存在險(xiǎn)情，在前期就能阻止火災(zāi)的發(fā)生。整個(gè)系統(tǒng)采用了電子、網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的綜合運(yùn)用，借助通信技術(shù)形成網(wǎng)絡(luò)，探測(cè)器等電子技術(shù)會(huì)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)整個(gè)電路的數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯集到主機(jī)記錄并分析，一旦發(fā)現(xiàn)電路中存在隱患，能及時(shí)的，提醒人們做出判斷及措施。因此，通過(guò)電氣火災(zāi)系統(tǒng)的監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理，在前期就能扼制火災(zāi)的發(fā)生，從而保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)。

3.2電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別為電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。其中，監(jiān)控設(shè)備即為系統(tǒng)的主機(jī)設(shè)備，其主要作用就是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，以及將探測(cè)器監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)收集、保存和分析，并且主機(jī)也具備輸出命令的功能，通過(guò)總線，主機(jī)設(shè)備向探測(cè)器發(fā)出一系列的指令。當(dāng)監(jiān)測(cè)到異常數(shù)據(jù)時(shí)，這些數(shù)據(jù)會(huì)被采集到監(jiān)控主機(jī)設(shè)備并加以分析，如果主機(jī)設(shè)備確認(rèn)該數(shù)值超過(guò)正常范圍時(shí)，將會(huì)發(fā)出警報(bào)信息，工作人員根據(jù)警報(bào)，會(huì)及時(shí)的到相應(yīng)的地點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)處理。

而電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，是整個(gè)系統(tǒng)的下層單元，它的主要作用是采集數(shù)據(jù)，受到主機(jī)設(shè)備的控制，并將采集到的數(shù)據(jù)反饋給監(jiān)控設(shè)備。目前，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的類(lèi)型主要有以下幾種：測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器以及測(cè)量熱解粒子式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。下面分別對(duì)這幾種主要的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器進(jìn)行探討分析。

3.2.1剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)線路中存在的剩余電流的情況，通過(guò)監(jiān)測(cè)的數(shù)值來(lái)判斷是否有不好的剩余電流產(chǎn)生。這種探測(cè)器通常會(huì)監(jiān)測(cè)整個(gè)線路的日常情況，一旦線路中存在剩余電流，會(huì)做出相應(yīng)的警報(bào)，便于人們及時(shí)做出反應(yīng)，排除故障。除此之外，當(dāng)線路中電纜老化或設(shè)備進(jìn)水時(shí)，也很容易導(dǎo)致整個(gè)線路中剩余電流的。一旦發(fā)出警報(bào)，相關(guān)人員要立刻采取措施，從而的防止火災(zāi)的發(fā)生。工作人員要熟知剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的工作原理及其使用辦法，這樣才能科學(xué)的將該探測(cè)器安裝到正確的位置。與此同時(shí)，我們也要考慮電流自然泄漏這種情況的發(fā)生，明確需要保護(hù)的范圍，使探測(cè)器的功能得以的發(fā)揮，對(duì)于探測(cè)器安裝的數(shù)量也要有科學(xué)的安排。

3.2.2測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器主要監(jiān)控電路中連接部位。這種監(jiān)控探測(cè)器又分為兩種：接觸式探測(cè)器、非接觸式探測(cè)器。在線路的連接處有可能出現(xiàn)電阻和過(guò)窄等現(xiàn)象，這樣會(huì)引起線路溫度的升高，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度，有可能會(huì)引燃周?chē)奈矬w，從而導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。相關(guān)工作人員要根據(jù)實(shí)際具體的情況，合理的選擇探測(cè)器。通常情況下，線路中溫度升高的部位，就是線路中的接頭處，由于線路的接頭處大多都位于配電箱內(nèi)，因此測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器設(shè)置在配電箱中的情況居多。

3.2.3故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器一般會(huì)設(shè)置在線路的末端進(jìn)行監(jiān)控。一般來(lái)說(shuō)，電線的末端會(huì)與電器設(shè)備相連接。在末端部位會(huì)容易出現(xiàn)電阻過(guò)大、負(fù)載過(guò)大，從而導(dǎo)致溫度升高；以及電線絕緣損壞，從而引發(fā)電弧性放電。這些情況都能夠引起火災(zāi)的發(fā)生。因此，為了監(jiān)測(cè)并保護(hù)線路末端連接部位，工作人員會(huì)采取相應(yīng)的措施，即在此處裝設(shè)故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，一旦發(fā)生異常情況，故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器會(huì)及時(shí)的發(fā)出警報(bào)，工作人員接到后，能夠準(zhǔn)確快速的采取行動(dòng)，排除故障，阻止電氣火災(zāi)的發(fā)生。

3.2.4測(cè)量熱粒子式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

測(cè)量熱粒子式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器主要對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)用電系統(tǒng)或者某些電氣元件的溫度升高出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，該探測(cè)器就會(huì)察覺(jué)異?，F(xiàn)象，當(dāng)溫度超過(guò)一定范圍時(shí)，探測(cè)器就發(fā)出警報(bào)，從而提醒相關(guān)的工作人員。這樣可以讓工作人員及時(shí)的了解情況和出現(xiàn)異常的地方，并采取措施將隱患排除，在初期階段就阻止火災(zāi)的發(fā)生。在一些危險(xiǎn)電器存放的場(chǎng)所，通常需要安裝測(cè)量熱粒子式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。當(dāng)然，相比于其他的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，測(cè)量熱粒子式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的設(shè)置要求和標(biāo)準(zhǔn)比較低。

4安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)架構(gòu)和硬件選型

安科瑞電氣推出的電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測(cè)器、故障電弧探測(cè)器和電氣防火限流式保護(hù)器，對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給學(xué)校管理人員，指導(dǎo)學(xué)校實(shí)現(xiàn)時(shí)間的排查和治理，達(dá)到潛在電氣火災(zāi)隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然"的目的。

用戶(hù)可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的訪問(wèn)，查詢(xún)包括系統(tǒng)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶(hù)提供的低成本服務(wù)，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設(shè)備水平，防范重大惡性火災(zāi)財(cái)產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任的發(fā)生。

本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖所示：

 

4.1硬件配置：

平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)買(mǎi)，或者客戶(hù)自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）

現(xiàn)場(chǎng)硬件配置

方案一：100A以下回路，開(kāi)口式互感器

 

方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測(cè)器和無(wú)線模塊分開(kāi)，可適用多回路